DE2614113C3

DE2614113C3 - Circuit arrangement for the controlled generation of pulses

Info

Publication number: DE2614113C3
Application number: DE19762614113
Authority: DE
Inventors: Jan Dipl.-Ing. 8000 Muenchen Goerne
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-04-01
Filing date: 1976-04-01
Publication date: 1978-09-28
Also published as: DE2614113B2; DE2614113A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur gesteuerten Erzeugung von Impulsen entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches.The invention relates to a circuit arrangement for the controlled generation of pulses the preamble of the claim.

Eine solche Anordnung ist als Impulsgenerator aus der DE-OS 25 34 462 bekannt. Hierbei wird das Absinken der Ladespannung eines Kondensators, der über einen ersten Strompfad auf- und über einen zweiten Strompfad entladbar ist, unter einen bestimmten Wert zur Überführung einer monostabilen Kippstufe in ihren labilen Schaltzustand ausgewertet. Die Kippstufe betätigt für die Dauer ihres labilen Schaltzustandes einen Ausgangsschalter zur Abgabe eines Impulses. Außerdem sperrt die Kippstufe für die Dauer ihres labilen Schaltzustandes den Entlade-Strompfad des Kondensators. Dieser Strompfad ist immer nur dann wirksam, wenn einem Gatter einerseits ein den Impulsgenerator in Gang setzendes Startsignal andererseits ein den stabilen Schaltzustand der Kippstufe anzeigendes Ausgangssignal der Kippstufe zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Gatters steuert in diesem Fall einen in den Entladestrompfad eingefügten Transistor in seinen niederohmigen Zustand. Ist der Entladestrompfad gesperrt, so kann der Ladestrompfad den Kondensator aufladen und damit nach der Rückkehr der Kippstufe in ihren stabilen Schaltzustand bei andauerdem Startsignal der Kondensator wieder entladen werden. Auf diese Weise gibt der Impulsgenerator eine Serie von Impulsen ab, solange das Startsignal andauert.Such an arrangement is known from DE-OS 25 34 462 as a pulse generator. Here is the Decrease in the charging voltage of a capacitor that is raised via a first current path and via a second current path can be discharged, below a certain value for transferring a monostable multivibrator evaluated in their unstable switching state. The flip-flop operates for the duration of its unstable switching state an output switch for delivering a pulse. In addition, the tipping stage locks for the duration its unstable switching state the discharge current path of the capacitor. This current path is only ever then effective when a gate on the one hand a start signal that sets the pulse generator in motion on the other hand an output signal indicating the stable switching state of the flip-flop is fed to the flip-flop will. In this case, the output signal of the gate controls one that is inserted into the discharge current path Transistor in its low-resistance state. If the discharge current path is blocked, the charge current path charge the capacitor and thus after the return of the flip-flop to its stable switching state if the start signal persists, the capacitor can be discharged again. In this way the pulse generator gives a series of pulses as long as the start signal lasts.

Solche Impulsgeneratoren werden in der Elektrotechnik zur Fortschaltung von z. B. elektronisch gesteuerten Zählwerken, Anzeigetableaus oder Schaltern und anderen von Impulsen steuerbaren Einrichtungen benötigt. Hierbei kann z. B. das Startsignal durch eine von Hand zu betätigende Taste gesteuert werden, so daß in Abhängigkeit von der Betätigungszeit der Taste eine genau abzählbare Anzahl von Impulsen vonSuch pulse generators are used in electrical engineering for switching z. B. electronically controlled counters, display panels or switches and other devices that can be controlled by pulses needed. Here z. B. the start signal can be controlled by a manually operated button, so that, depending on the time the button is pressed, an exactly countable number of pulses of

dem Impulsgenerator abgegeben wird.is delivered to the pulse generator.

Da man neuerdings bestrebt ist, bei der Erstellung der für einen ganz bestimmten speziellen Verwendungszweck vorgesehenen Schaltungsanordnungen nach Möglichkeit von einem in sog. integrierter Schaltungstechnik ausgebildeten Schaltkreis auszugehen und diesen durch eine möglichst geringe zusätzlicht Beschaltung mit diskreten Bauelementen für den vorgesehenen Verwendungzweck geeignet zu machen,Since there has recently been an effort to create the circuit arrangements provided for a very specific special purpose Possibility to start from a circuit designed in so-called integrated circuit technology and this by the least possible additional wiring with discrete components for the to make the intended use suitable,

ίο ist es Aufgabe vorliegender Erfindung eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß diese mit möglichst wenig Funktionseinheiten auskommt und nur eine sehr geringe zusätzliche Beschattung benötigtIt is the object of the present invention to provide a circuit arrangement of the type mentioned in such a way that it has as few functional units as possible and only requires very little additional shading

is Erfindungsgemäß ergibt sich die Lösung dieser Aufgabe durch eine den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches entsprechende Ausbildung einer solchen Schaltungsanordnung.According to the invention, this object is achieved by one of the characterizing features of the claim corresponding training of such a circuit arrangement.

Durch diese Ausbildung der Schaltungsanordnung ergibt sich der Vorteil, daß der die Ausgangsimpulse der Anordnung abgebende Schalter zusätzlich noch dazu ausgenutzt wird, den mit seiner Entladezeit die Impulspausen festlegenden Kondensator wieder aufzuladen und eine Entladung dieses Kondensators so lange zu verhindern, bis die Aussendung eines Impulses beendet ist.This design of the circuit arrangement has the advantage that the output pulses of the Arrangement donating switch is also used to the fact that with its discharge time Pulse pauses defining capacitor recharge and a discharge of this capacitor for so long to prevent until the transmission of a pulse has ended.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung noch an Hand von zwei Figuren näher erläutert. Dabei zeigtAn exemplary embodiment of the invention is described in greater detail below with reference to two figures explained. It shows

F i g. 1 in schematischer Darstellung, unter Weglassung aller nicht unbedingt zum Verständnis der Wirkungsweise des Erfindungsgegenstandes erforderlichen Einzelheiten, eine Anordnung zur tastengesteuerten Erzeugung von Einzelimpulsen oder Impuls-Serien undF i g. 1 in a schematic representation, omitted all not absolutely necessary to understand the mode of operation of the subject matter of the invention Details, an arrangement for the key-controlled generation of single pulses or pulse series and

Fig.2 ein Diagramm, in dem die funktioneile Abhängigkeit des Ausgangspotentials des integrierten Schaltkreises, dieser ist in F i g. 1 durch eine Strichlierung abgegrenzt, von dem Eingangspotential an den beiden Eingängen des Schaltkreises dargestellt ist.2 shows a diagram in which the functional dependence of the output potential of the integrated Circuit, this is in FIG. 1 delimited by a dashed line, from the input potential to the both inputs of the circuit is shown.

Im einzelnen ist den Figuren, insbesondere F i g. 1 zu entnehmen, daß zur tastengesteuerten Erzeugung von Impulsen ein integrierter Schaltkreis verwendet wird — die Funktionseinheiten dieses integrierten Schaltkreises befinden sich in F i g. 1 innerhalb des strichlierten Quadrates — der mit nur wenigen zusätzlichen diskreten Bauelementen beschaltet ist. Der integrierte Schaltkreis 1 selbst enthält im wesentlichen zwei Schalter, 2,3. Die Funktionsweise des.Schalters 2 ist im wesentlichen folgende: sinkt an dem einen Schaltkreiseingang 5 das Potential (U_E\) zum Bezugspotential des Schaltkreises (Masse) hin ab und überschreitet es hierbei eine Schwelle Ut\ (vgl. hierzu auch F i g. 2), so wird dies von einer Spannungsvergleichsstufe 7 (Komparator) des Schaltkreises 1 ausgewertet und bewirkt über eine Kippstufe 8 des Schaltkreises die Umschaltung des Schalters 2 von dem einen Schaltzustand in den anderen. Der durch das Umschalten des Schalters 2 bewirkte Potentialsprung am Schaltkreis-Ausgang 4 ist aus F i g. 2 ersichtlich: statt des Potential U^mm tritt am Schaltkreis-Ausgang 4 nun das Potential UAmax auf. Steigt demgegenüber am anderen Schaltkreiseingang 6 das Potential (Uei) an und überschreitet es hierbei eine Schwelle Un, so spricht eine weitere Spannungsver-In detail, the figures, in particular FIG. 1 that an integrated circuit is used for the key-controlled generation of pulses - the functional units of this integrated circuit are shown in FIG. 1 within the dashed square - which is connected with only a few additional discrete components. The integrated circuit 1 itself essentially contains two switches, 2, 3. The mode of operation of the switch 2 is essentially as follows: if the potential (U _E \) at one circuit input 5 drops to the reference potential of the circuit (ground) and it exceeds a threshold Ut \ (cf. also FIG. 2), this is evaluated by a voltage comparison stage 7 (comparator) of the circuit 1 and, via a flip-flop 8 of the circuit, causes the switch 2 to switch from one switching state to the other. The potential jump at the circuit output 4 caused by switching over the switch 2 is shown in FIG. 2: instead of the potential U ^ mm , the potential UAmax now appears at the circuit output 4. If, on the other hand, the potential (Uei) rises at the other circuit input 6 and if it exceeds a threshold Un, there is a further voltage failure.

hs gleichsstufe 10 des Schaltkreises an und bringt die Kippstufe 8 wieder in die Ausgangsstellung zurück. Damit aber auch den Schalter 2, der an die Kippstufe 8 angeschlossen ist. Am Schaltkreis-Ausgang 4 liegt daherhs level 10 of the circuit and brings the Flip stage 8 back to the starting position. But this also means switch 2, which is connected to flip-flop 8 connected. At the circuit output 4 is therefore

jetzt wieder das Potential UAmUt (vgl. hierzu auch F i g. 2). An die Kippstufe 8 ist neben dem Schalter 2 auch der Schalter 3 des Schaltkreises angeschlossen. Die Verknüpfung zwischen der Kippstufe 8 und dem Schalter 3 ist so gewählt, daß jedes vom Schaltkreiseingangs 5 her bewirkte Umschalten der Kippstufe 8 die öffnung des zuvor geschlossenen Schalters 3 zur Folge hat Der während der übrigen Zeit über den Schalter 3 mit dem Schaltungsbezugspunkt (Masse) verbundene Schaltkreisschaltungspunkt 11 ist daher dann von diesem getrennt.now the potential UAmUt again (cf. also Fig. 2). In addition to switch 2, switch 3 of the circuit is also connected to flip-flop 8. The link between the flip-flop 8 and the switch 3 is chosen so that each switching of the flip-flop 8 brought about by the circuit input 5 results in the opening of the previously closed switch 3, which during the rest of the time via the switch 3 with the circuit reference point (ground) connected circuit node 11 is therefore then separated from this.

An Außenbeschaltung sind u. a. zwischen dem Schaltungsbezugspunkt (Masse) und dem Schaltungseingang 5 sowie zwischen Masse und dem Schaltkreiseingang 6 ein erster Kondensator C2 und ein zweiter Kondensator Ci vorgesehen. Außerdem ist der Kondensator C2 über einen Widerstand A3 auf eine Spannung aufladbar, die im wesentlichen der Potentialdifferenz zwischen dem maximalen Ausgangspegel (UAmax) am Schaltkreisausgang 4und dem Si.haltungsbezugspunkt (Masse) entspricht, und über eine Taste 12 und einen Widerstand R 2 entladbar. Der Kondensator Cl ist über einen Widerstand RX auf eine Spannung gegen Masse aufladbar, die mit Sicherheit während des Ladevorganges die Spannungsvergleichsstufe 10 zum Ansprechen bringen kann. Außerdem ist der Schaltkreisschaltungspunkt 11 mit dem Schaltkreiseingang 6 verbunden, so daß also der Kondensator CX über den Schalter 3 des Schaltkreises entladen werden kann. Schließlich ist noch eine Diode 9 zwischen den Schaltungspunkt 4 (Schaltkreisausgang) und den Schiltkreiseingang 5 geschaltet und zwar derart, daß ein am Schaltkreisausgang 4 liegendes maximales Potential (UAmsx) über die Diode 9 zum Schaltkreiseingang 5 durchgreifen kann. A first capacitor C2 and a second capacitor Ci are provided on the external circuit between the circuit reference point (ground) and the circuit input 5 and between the ground and the circuit input 6. In addition, the capacitor C2 can be charged via a resistor A3 to a voltage which essentially corresponds to the potential difference between the maximum output level (UAmax) at the circuit output 4 and the safety reference point (ground), and can be discharged via a button 12 and a resistor R 2. The capacitor C1 can be charged via a resistor RX to a voltage with respect to ground which can certainly cause the voltage comparison stage 10 to respond during the charging process. In addition, the circuit node 11 is connected to the circuit input 6, so that the capacitor CX can be discharged via the switch 3 of the circuit. Finally, a diode 9 is connected between the circuit point 4 (circuit output) and the circuit input 5 in such a way that a maximum potential (UAmsx) at the circuit output 4 can reach through the diode 9 to the circuit input 5.

Wird die z. B. von Hand betätigbare Taste 12 geschlossen, so wird der Kondensator C 2 über den Widerstand R 2 entladen, da die Entladezeitkonstante des RC-Gliedes R 2 C2 wesentlich kleiner bemessen ist, als die Ladezeitkonstante des RC-Gliedes R3C2. Während der Entladung des Kondensators C2 liegt am Schaltkreisausgang 4 des minimale Potential UAmi» Demzufolge ist die Diode gesperrt. Beim Absinken des Potentials Ub spricht schließlich die Spannungsvergleichsstufe 7 an und schaltet die Kippstufe 8 um: hierdurch wird der Schalter 2 auch umgeschaltet und am Schaltkreisausgang 4 erscheint im wesentlichen schlagartig das Potential UAmax- Zugleich bewirkt die Umschaltung der Kippstufe 8 die Betätigung des Schalters 3. Dieser wird dadurch geöffnet, so daß der zuvor über den Schalter 3 entladene Kondensator CX über den Widerstand R X aufgeladen werden kann. Das nun am Schaltkreisausgang 4 liegende maximale Ausgangspotential UAmax lädt außerdem den Kondensator C2 über die Diode 9 auf seinen Maximalwert auf, da die Entladezeitkonstante R 2 ■ C 2 wesentlich größer ist, als die relativ kurze Ladezeit des Kondensators C2 über die Diode 9.If the z. B. manually operated button 12 is closed, the capacitor C 2 is discharged through the resistor R 2 , since the discharge time constant of the RC element R 2 C2 is much smaller than the charging time constant of the RC element R3C2. While the capacitor C2 is discharging, the minimum potential UAmi is present at the circuit output 4. As a result, the diode is blocked. When the potential Ub drops , the voltage comparison stage 7 responds and switches the flip-flop 8: this also switches the switch 2 and the potential UAmax appears essentially suddenly at the circuit output 4. This is opened so that the capacitor CX previously discharged via the switch 3 can be charged via the resistor RX. The maximum output potential UAmax now at the circuit output 4 also charges the capacitor C2 to its maximum value via the diode 9, since the discharge time constant R 2 ■ C 2 is significantly greater than the relatively short charging time of the capacitor C2 via the diode 9.

Der Kondensator CX überschreitet während seiner Aufladung, nach Ablauf einer bestimmten Zeitspanne, den Schwellwert Uti (vgl. Fig.2), wodurch dieThe capacitor CX exceeds during its charging, after a certain period of time, the threshold value Uti (see. Fig.2), whereby the

ίο Spannungsvergleichsstufe 10 anspricht und die Kippstufe 8 und damit die Schalter 2 und 3 wieder in ihre Ausgangslage zurückstellt Am Schaltkreisausgang 4 erscheint daher jetzt wieder das Potential U_Amin-Demzufolge sperrt die Diode 9 und der Schaltkreiseingang 5 und der Schaltkreisausgang 4 sind wieder voneinander entkoppelt. Wurde inzwischen die Taste 12 geöffnet, so verharrt die Schaltungsanordnung in dem Zustand, von dem bei der Beschreibung der Wirkungsweise der Anordnung ausgegangen worden ist. Bei jedem Schließen der Taste 12 mit einer Schließzeit, die ausreicht die Spannungsvergleichsstufe 7 zum Ansprechen zu bringen, die aber im wesentlichen kleiner ist als die Ladezeit des Kondensators CX, gibt die Anordnung einen Impuls ab, dessen Impulsdach durch den maximalen Ausgangspegel U_Amn der Anordnung bestimmt und dessen Impulsgänge durch diejenige Zeitdauer festgelegt ist, die während der Aufladung des Kondensators Cl verstreicht, ehe die Ladespannung Un des Kondensators C1 die Spannungsschwelle Un erreicht.ίο voltage comparison stage 10 responds and the flip-flop 8 and thus switches 2 and 3 back to their original position. At circuit output 4, the potential U _A min appears again- As a result, diode 9 blocks and circuit input 5 and circuit output 4 are again decoupled from each other . If the button 12 has been opened in the meantime, the circuit arrangement remains in the state from which the description of the mode of operation of the arrangement was based. Each time the button 12 is closed with a closing time that is sufficient to cause the voltage comparison stage 7 to respond, but which is essentially less than the charging time of the capacitor CX, the arrangement emits a pulse whose pulse top is reduced by the maximum output level U _A mn Arrangement is determined and the pulse response is determined by the time that elapses during the charging of the capacitor Cl before the charging voltage Un of the capacitor C1 reaches the voltage threshold Un .

Wird die Taste 12 für eine Zeitdauer geschlossen gehalten, die größer ist, als die eben erwähnte Ladezeit des Kondensators Cl, so wiederholten sich die beim erstmaligen Schließen der Taste 12 auftretenden Vorgänge innerhalb der Schließzeit der Taste immer wieder von neuem, da nach dem Sperren der Diode 9 der Kondensator C2 von neuem entladen wird. Die Entladezeit des Kondensators C2 und die Ladezeit des Kondensators Cl bestimmen hierbei das lmpuls-Pau-If the button 12 is kept closed for a period of time which is greater than the charging time just mentioned of the capacitor Cl, then those that occurred when the key 12 was closed for the first time were repeated Processes within the closing time of the button again and again, since after blocking the diode 9 the capacitor C2 is discharged again. The discharge time of the capacitor C2 and the charging time of the Capacitor C1 determine the pulse-pause

■to senverhältnis. Während einer bestimmten Tastenschlußzeit erzeugt die Anordnung so viele durch Impulspausen getrennte Ausgangsimpulse als etwas die Summe der Ladezeit des Kondensators C1 und der Entladezeit des Kondensators C2 in der Tastenschlußzeit enthalten ist.■ to sen ratio. During a certain key closing time, the arrangement generates as many output pulses separated by pulse pauses as the sum of the charging time of the capacitor C 1 and the discharging time of the capacitor C2 is contained in the key closing time.

Durch entsprechende Wahl der Entladezeit des Kondensators C 2 und der Ladezeit des Kondensators Cl läßt sich die Impulserzeugung der Anordnung so einstellen, daß z. B. das Weiterschalten eines Zählers beobachtet werden kann. Durch eine kurze Tastenbetätigung können allenfalls erforderliche Korrekturimpulse erzeugt werden.By appropriate choice of the discharge time of the capacitor C 2 and the charge time of the capacitor Cl can be the pulse generation of the arrangement so set that z. B. the advancement of a counter can be observed. With a short press of a button any necessary correction pulses can be generated.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claim:

Circuit arrangement for the controlled generation of pulses, in which a first capacitor is provided which can be discharged via a resistor and a switch and the capacitor with its charging voltage influences a multivibrator connected to the capacitor via a trigger circuit in such a way that the charging voltage drops below a certain value a switchover of the flip-flop stage from a first to a second switching position and in which a charging or discharging process of a certain duration of a second capacitor set in motion by switching the flip-flop stage results in the resetting of the flip-flop stage into the first switch position, with a switch connected to the flip-flop stage output for the duration of the second Schaltsteliung the flip-flop connects an output of the arrangement to a specific potential, characterized in that a potential effective for the first capacitor (C2) as charging potential (L> Amax) is selected as the specific potential and that the output (4) of the arrangement is connected to the first capacitor (C 2) via a diode (9) polarized in the forward direction for the charging potential.